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―報告―
南極ドームふじ観測拠点での新掘削場の建設
―第 次ドームふじ越冬隊による作業―
亀田貴雄 ・大日方一夫 ・高橋 暁 ・谷口健治 ・
杉田興正 ・藤田耕史 ・栗崎高士 ・中野 啓
―
―
(
年
月
日受付
年
°
北見工業大学土木開発工学科雪氷研究室.
@
南部郷総合病院.
-
信州 霧ヶ峰八島高原荘.
高知大学財務部基盤整備課.
気象庁観測部.
-
名古屋大学大学院環境学研究科.
いすゞ自動車㈱栃木工場.
静岡大学工学部電気工学科.
-南極資料,
日受理)
°′″
−
±
−
月
-
°′″
°
亀田貴雄ら
/
要旨 第
次南極地域観測隊ドームふじ越冬隊は
年 月 日から
年 月
日までドームふじ観測拠点
(南緯 ° ′ ″,東経 ° ′ ″標
高
)に滞在し,雪氷・気象・宙空の観測を実施する一方,新掘削場の
建設作業を実施した.
この建設作業は 次隊による新掘削場の外装工事を主
体した建設作業を引き継ぎ,新掘削場の内装工事を主とした.本稿では深層
掘削準備作業として現地にて実施した以下の作業を記述した.ケーシングパ
イプ引き上げ,掘削孔拡幅,ケーシングパイプ挿入,ウインチ移設(移設用
スロープの造成および
ピット内の整備),床造成,マスト起倒用
ピットの造成および
ピット内の整備,ドリル作業室西側の階段造作お
よび旧掘削場の深層ウインチ跡の床張り,机の製作,マストおよび小型門型
クレーンの設置,リフター設置,ウインチ稼働テスト,チップ回収機吊り下
げ用ウインチの設置,深層ウインチのケーブル巻き換え,深層ドリルの組み
立ておよびマスト調整,コア貯蔵用雪洞の拡幅,コア棚の設置および一般設
備工事.これらの作業に要した時間は合計で
日・人であり, 日平
時間の作業時間だったので
時・人となった.また,越冬中に実施した旧
掘削場での検層準備および 次ドーム航空隊を主体とした深層掘削作業に
ついても簡潔に記述した.
はじめに
第
次南極地域観測隊ドームふじ越冬隊(以下,
月
日から
標高
,氷厚
年 月
±
次ドーム越冬隊と記す)は
日までドームふじ観測拠点(南緯
,年間平 気温−
,東経
°′″
° ,最低気温−
年
°′″
° )に滞在し,雪氷・
気象・宙空の観測を実施する一方,新掘削場の建設作業を実施した.この建設作業は
隊による外装工事を主体した建設作業(依田,
削場の内装工事を主とするものであった.
を利用して南極へ派遣された
齊藤・木下,
年
月初旬に
次
)を引き継ぎ,新掘
次ドーム航空隊(航空機
次隊員の便宜的な名称で,本山秀明副隊長および田中洋
一・吉本隆安・鈴木利孝・宮原盛厚・古川晶雄の各隊員からなり,この中で古川氏は内陸
航空機支援のためノボラザレフスカヤ基地に滞在)が到着予定であったので,それまでに
すべての掘削準備作業を終了し,
円滑に深層掘削を開始できるようにすることが
ム越冬隊の目標の一つであった.
次ドー
南極ドームふじ観測拠点での新掘削場の建設
本稿では
次ドーム越冬隊が現地にて実施した新掘削場建設や深層掘削に関わる作業
の詳細を記録し,今後の資料とする事を目的とする.本稿に記述した作業は第二期ドーム
計画プロジェクト推進委員会(藤井理行委員長)傘下の掘削技術小委員会(本山秀明委員
長)で検討し,立案した計画に基づいている.なお,
での観測や設営作業の全貌は国立極地研究所(
れており,
(
次ドーム越冬隊によるドームふじ
)の第
章や大日方(
)に記載さ
次ドーム航空隊およびノボラザレフスカヤ基地での後方支援状況は,本山
)
,古川(
)に記載されている.
深層掘削準備作業の概要
次ドーム越冬隊で実施した深層掘削準備に関わる作業の実施期間および作業量を表
および表 にまとめた.作業量は合計で
人・日となった.新掘削場の整備作業は
− ° から− ° の低温下での作業であったため, 時間以上続けて作業することが難し
く, 日の作業時間は午前中に 時間,午後は
間を基本とした.それで合計作業量は
時の休みをはさんで
時・人となった.完成した新掘削場の掘削孔に
深層ドリルを入れ,深層掘削が開始できるようになったのは
日後の
月 日に
時間ずつの合計 時
年
月 日であった.
次ドーム航空隊 名がドームふじに到着したので,間際ではあっ
たが予定通りに深層掘削準備作業が完了したことになる.完成した新掘削場の機器配置を
図 (
年 月現在)に示す.我々が低温環境下の作業で用いた衣類および評価は,国
立極地研究所(
)の
節の装備に記述した.
深層掘削準備作業の状況
ケーシングパイプ引き上げ
年 月
が決めた
日から 月 日まで作業を実施し,
年
深(深度は
次隊
月の基準雪面からの深さ)でスタックさせたケーシングパイプ 本す
べてを回収した.当初,スチームドリル(
に
次隊が
次隊地学部門が搬入したものを借用)の先端
次隊持ち込みの専用のリング状ノズル(外径
,内径
,長さ
)をつなげ,ケーシングパイプの周囲を融解させ, 週間程度の作業ですべてのケーシ
ングパイプを引き上げる予定であったが,使用したスチームドリルのボイラーの高所対策
が不十分なためかボイラーが不完全燃焼を起こし大量のすすが発生し高温のスチームが順
調に作れず,ケーシングパイプ周囲の融解が進まない状況であった.また融解深度が深く
なるにしたがい,スチームを供給するパイプ中でスチームが凍結する問題が発生した.そ
こで
時間連続作業として,
人員は 時間交代でスチームドリルによる融解作業を実施し
た
(作業は全員で実施)
.作業初日の 月
深, 月
- 日には連続
時間作業で
日には 時間作業で新掘削場内の雪面から
融解させ,合計
深まで融解させる
亀田貴雄ら
表
第
次隊が実施した深層掘削準備作業(一般設備作業を除く)
作業名
実施期間
作業量(人・日)
-
ケーシングパイプ引き上げ
月
掘削孔拡幅
月
ケーシングパイプ挿入
月
日∼ 月
ウインチ移設(移設用スロープ造成,ドリル作
業室西側の土留め作業を含む)
月
日∼ 月 日
床造成
月
マスト起倒用
ピットの造成
および
ピット内の整備
月
月
日∼ 月 日
日∼ 日
ドリル作業室西側の階段造作および旧掘削場の
深層ウインチ跡の床張り
月
日∼ 月 日
机の製作
月
マストおよび小型門型クレーンの設置
月
月
月
月
月
リフター設置
ウインチ稼働テスト
チップ回収機吊り下げ用ウインチの設置
日∼ 月 日
日∼
日
日∼ 月
日∼
日
月
日,
日
深層ウインチのケーブル巻き換え
月
,
日,
日
月
深層ドリルの組み立ておよびマスト調整
月
日
∼
合計
日
日∼ 月 日,
日∼ 日, 日
日∼ 日(西側)
日∼ 日(東側)
日∼ 月 日
月
コア貯蔵用雪洞の拡幅およびコア棚の設置
日
日, 日∼
日,
月
日∼
日
日,
月
日
南極ドームふじ観測拠点での新掘削場の建設
表
第
次隊が実施した新掘削場での一般設備作業
作業名
実施期間
作業量(人・日)
-
掘削場照明(ハロゲン灯)設置
月
日∼
日
新コントロール室照明設置および電気配線(ド
月 日∼ , 日,
リル作業室からの配線含)
月 日∼ 日, 月 日,
∼ 日, ∼ 日
ドリル作業室分電盤交換および配線
月
日∼ 日,
∼ 日
月 日∼ 日
月 ∼ 日
φ
ウインチ配線
排気設備(ダクトファン)設置およびダクト工
事
脱水機配線
掘削ピット照明(投光器)設置
掘削場電源
(コンセント),コンプレッサー設置
および配線
洗浄用ブチルポンプ設置および配管,配線
日
月 日, , , ,
, ∼ , , 日,
月 ∼ 日
月 日∼ 日
月 , 日
月
日∼
日
月 日∼ , 日,
日∼ 日, 月 日
月
月
日, ∼ 日,
日∼ 日
合計
ことができた.だが
日午後
時にはスチームの圧力上昇が極端に悪くなり,スチーム
ドリルもほとんど進まなくなったため作業中止とした.その後ボイラーを調整して 月
日午後 時から融解作業を再開し, 月 日午前 時まで連続
時間作業で
深まで
融解させた.作業を中止した理由は,ボイラー能力が再び低下しスチームドリル先端部か
らスチームが凍結し,パイプ内部も凍結したためである
( 月 日午後 時から 日午前
時までの平
外気温−
らケーシングパイプは,
るので,残った深さは
° ,最高外気温−
深(
° ,最低外気温−
次隊の基準雪面では
.新掘削場雪面か
°)
深に相当)まで入ってい
であった.この作業でボイラー内に大量のすすがたまり,この
スチームドリルをさらに継続して使用することが困難な状況となった.それでケーシング
パイプの上端に単管パイプ(長さ
程度,直径
)を差し込み,その両端に 台
の小型の手動油圧ジャッキ(定格荷重 トン,マサダ製作所製標準型油圧ジャッキ
−
図
新掘削場での機器配置(
年
月現在)
亀田貴雄ら
南極ドームふじ観測拠点での新掘削場の建設
型)
を当て,ケーシングパイプを引き上げることを試みた.しかしながら,単管パイプが
湾曲するのみで,ケーシングパイプを引き上げることはできなかった.次に,ケーシング
パイプの先端部の単管に
荷重 トン,
次隊残置の大型三脚に取り付けた電動チェーンブロック
(定格
次隊残置品)
を取り付けて引っ張り上げた.その結果,パイプは
程上
に動くのみであった.作業状況を図 に示す.
図
ケーシングパイプ引き上げ作業(スチームパ
イプ保持用小型三脚とケーシングパイプ引き
上げ用大型三脚, 月 日)
国内の掘削技術小委員会と今後の作業方針を相談した結果,暖めたエタノールや灯油
(
)の投入やケーシングパイプの上からドラム缶を落とし,パイプを下に打ち込む方法
(いわゆる「よいとまけ」
)を次に行う作業と決めた. 月
°)
を
日には暖めたエタノール(約
深から掘削孔に注入した.エタノールを入れるごとに電動チェーンブ
ロックでパイプを引っ張ったが,パイプは引き上がらなかった.このエタノール注入は
次隊が高密度液注入で使用した細いパイプ(外径
程度)を利用した.
掘削孔内の状況把握のため低温用水中テレビカメラ(
イプ内部およびケーシングパイプと孔との
次隊持ち込み)をケーシングパ
間に入れ,孔内を観察した.
以深では,
スチームドリルでの融解作業時に形成されたと思われるつらら状の氷が孔壁に付着してい
た.また赤く染めたエタノール(約
パイプの下端
深から注入すると,ケーシング
深から赤いエタノールがしみ出すことを確認した( 月
最後の融け残し積雪
もエタノールを
° に加熱)を
日).つまり
を暖めたエタノールが通過することがわかった.その後
日に
注入し,電動チェーンブロックで引き上げを試みたが,依然パイプは
引き上がらなかった.それで
° に暖めた灯油(
)を約
,
深から投入した.
その後電動チェーンブロックで再び引き上げを試みたが,パイプは引き上がらなかった.
次に中山芳樹氏(
次ドーム越冬隊員)から提案のあった「よいとまけ」を 月 日に実
亀田貴雄ら
施した(水を入れて
にしたドラム缶を
真上からケーシングパイプに向けて落と
した). 回程度ドラムを落としたところ,パイプが
沈降した.その後電動チェーン
ブロックでの引き上げを再度試みたが,パイプは下がったままで引き上がらなかった.
これまでより大きな力でパイプを引き上げるためには強固な柱が必要であった.それで
新掘削場と旧掘削場の接合部に建てる予定の柱を転用して,頑丈な木製門型クレーンを製
作した.
この門型クレーンに電動チェーンブロック
(定格荷重 トン)
,
手動チェーンブロッ
ク(定格荷重
トン)
,手動レバーブロック(定格荷重
)の三つを取り付けて,同
時にケーシングパイプを引っ張った( 月 日,図 )
.そうしたところ,ようやく 本つ
ながったケーシングパイプを引き上げることができた(図 )
.ケーシングパイプの表面に
は,スチームドリル実施時に形成されたと思われる幾筋もの氷が付着していた.このため
ケーシングパイプ(有効長
)の接続部をはずすのが困難で, 本のパイプを引き出す
のに計 時間半かかった.なおスチームドリルのリング状先端部もパイプとともに引き上
がった.ケーシングパイプの周囲には直径
氷はパイプの中心から最大
程度の孔があいており,融水が凍結した
程度まで侵入していた.つまり
次持ち込みのスチーム
ドリル先端部のスカート状部は短く,そのためスチームがかなり水平方向に出ていたこと
が推察された.今後,同様な作業を実施する場合は,スチームドリルのスカート長は今回
用いた
図
の 倍程度の
程度にすることが適当だと思われる.
ケーシングパイプ引き上げ作業(柱を転
用した門型クレーンを使って実施, 月
日)
図
引き上がったケーシン グ パ イ プ( 月
日)
南極ドームふじ観測拠点での新掘削場の建設
掘削孔拡幅
作業は浅層ドリルとリーマー(掘削孔拡幅機)を使用して, 月 日から
日まで実施
した.初めに浅層ドリルを掘削孔に入れ,パイロット孔を掘ることから開始した.浅層ド
リルは
深
(
次の基準雪面より,以下同様)
から掘削を開始して,予定の
まで掘削をした.この際
分(=
-
深
深から灯油を含まないきれいなチップが回収できたので,
)の積雪がケーシングパイプ引き抜き作業で掘削孔内に落下したこ
とがわかった
(合計で
)
.なおケーシングパイプ引き上げ作業時中に隊員の手袋やナ
イフなどが掘削孔内に落下したが,それらは浅層ドリルで無事回収できた.
リーマーによる掘削孔の拡幅作業は,
込んだ孔径
用カッター,
をつけて実施した
( 月
リルや暖めた
次隊が使用した第 リーマーに
次隊で持ち
厚のシュー,専用大口径用アンチトルクブレード
日から作業開始,図 に状況を示す)
.掘削孔壁面はスチームド
,エタノールの注入などによりかなり凹凸が大きく,そのために拡幅作
業時にはアンチトルクブレードが滑ったり孔壁にひっかかるなど難航したが,最適なアン
チトルク条件を見いだし, 日間で
深の拡幅作業が実施できた.その後,標準のアン
チトルクブレードに交換して,予定どおり
まで掘削孔の拡幅作業を実施した.さら
に浅層ドリルを使い,孔拡幅時にリーマーが落としたチップを回収した(
実施).掘削孔は,
(
深まで直径
に拡幅したが,
次隊が第 リーマーを使用して拡幅)
,
マーを使用して拡幅)
,
深までは直径
深までは直径
深まで
深までは直径
(
となっており,
次隊が第 リー
長の
孔を確保したことになる.第 期ドームふじ観測計画で用いる深層ドリルは,アンチトル
図
第
リーマー
(大口径アンチトルクを使用, 月
日)
亀田貴雄ら
クの中心から刃先までは
および浅層ドリルは
長なので深層掘削には支障がないようになった.リーマー
次隊の残置品であり屋外で 年間保管していたが,
特に問題なく動
作した.また,リーマーによるチップ回収率は
前後と低く,孔拡幅作業中は多くのチッ
プが孔に落下したが,それらは浅層ドリルで容易に回収できるので全体の作業効率には支
障がなかった.
ケーシングパイプ挿入
関連する作業も含めて, 月
日から 月
日まで実施した.ケーシングパイプ引き抜
き作業で使用した門型支柱に電動チェーンブロック
(定格荷重 トン)
をつり下げて,ケー
シングパイプストッパー(
次隊持ち込み)によりケーシングパイプ(有効長
本ずつ掘削孔に入れた(図 )
.初めの
径
),残りの
れる予定であったが,
本は
次隊の残置品(平 外径
本目を
時のパイプ末端部の深度は
本は直径が若干細い
)を
次隊の残置品(平
)を使い,
外
深まで入
深入れた所で突然パイプが入らなくなった.止まった
深だったので,予定よりも
なる.ケーシングパイプの挿入は, 月
上で停止したことに
日から 月 日の 日間で実施した.
国内の掘削技術小委員会と相談の結果,ケーシングパイプ末端部の状況調査およびケー
シングパイプの直線性検定を実施することになった.まず初めに低温用水中テレビカメラ
を掘削孔内に入れて末端部を調べた.その結果,末端部ではパイプ外側と孔壁との間に
間はないようであった.また,ケーシングパイプ末端から下部の孔壁にはリーマーの刃が
つけた螺旋状の模様が残っており,理由は不明だが直径
への拡幅作業
(リーミング
作業)が不十分であった可能性があることがわかった.また
に分かれており,そのずれ量は最大
以深では掘削孔が つ
程度
(他の つの孔間ではそれぞれ -
図
程度)
ケーシングパイプ挿入作業
( 月 日)
南極ドームふじ観測拠点での新掘削場の建設
である事もわかった.これは浅層ドリルでのパイロット孔掘削時に孔がずれたためである
ことが後日判明した(
次隊による作業)
.
掘削孔の直線性は,浅層ドリルの通過状況と光をつかって調べた.ケーシングパイプの
中に浅層ドリルを降ろし,ケーシングパイプ末端部(
深)での浅層ドリルの通過状
況を調べたが,ドリルが引っかかるなどの問題は発生しなかった.また小型ライトを浅層
ドリルの頂部につけて降ろし光の見え方も調べたが,光は常に真円状に見え,ケーシング
パイプの内径の範囲内ではパイプは直線になっていることが確認できた.上記のことが確
認できたので,国内の掘削技術小委員と相談結果,
までのパイプの挿入で作業終了
とした.
なお
次隊と
次隊持ち込みのケーシングパイプは同じメーカーで製作した同一規格
品であったが,先に述べたようにそれぞれ平
いた.
次隊持ち込みのパイプでは,最大
を使い
のものもあった.
次隊ではリーマー
に掘削孔を拡幅したので,孔径よりも太いパイプを入れようとした事もわ
かった.我々は
側
外径(パイプ接合部の最大径)が異なって
まで孔を拡幅したが,それでも最大径のパイプの場合は
ずつ)しか孔壁とパイプとの間には
業を実施する場合の拡幅幅については,
(片
間がなかった.今後のリーマーにより拡幅作
節 )に記載した.
ウインチ移設(移設用スロープの造成,ドリル作業室西側の土留め作業を含む)
旧掘削場に設置されていた深層掘削用ウインチ(マックスプル工業㈱製
重量
)
を
めて, 月
型,
北側の新掘削場の所定位置に移設した.移設用スロープの造成も含
日から 月 日までの作業であった.
旧掘削場と新掘削場の境目の天井部には
ほどの
間があり,それを道板などでふさ
ぎ,地上からその道板を数本の単管で支えている状況であった
(
次隊施工,齋藤・木下,
参照)
.またこの単管がウインチ移設用の通路造成に支障があるので,新たに三寸角の
角材 本をひとまとめにして,ボルトで固定した長さ
の太い柱を 本製作し,ドリル
作業室への階段西側と旧掘削場の西壁側にそれぞれ設置して,この道板を下から支えるよ
うにした.またウインチ移設用にドリル作業室の西側をスロープ状にした.
ウインチ移設は以下の方法で行った.ウインチを大型手動ジャッキ(高さ
定格荷重
トン,商品名「タイガージャッキ」
(型式
までの
),米国製) 台で持ち上
げ,ウインチ下部に単管を差し込んだ.造成したスロープの横方向に角材,縦方向に単管
をおき,単管の上にウインチを滑らせた.移設作業は水平引き用ウインチ
(定格荷重
ン,育良製
削場までの
ト
型)で引きながら 人でウインチを押す方法で実施した(図 )
.新掘
(高低差
)の移動に
時間
分程度かかった.人員配置は,作業全
体把握 人,ウインチ押し 人,水平引き用ウインチ操作 人であった.その後,同様な
亀田貴雄ら
図
ウインチ移設作業の様子( 月 日)
( 人でウインチを押す.手前には差し込んだ単管
パイプ)
方法で新掘削場の北端までウインチを移動した.またウインチ移設後に,ドリル作業室の
縁近くまで削った部分をコンポシットパネル(以下,コンパネと略称)と単管を使って土
留め(実際は「雪留め」
)を作った(ドリル作業室から土留めまでの距離は
程度)
.
この土留め作業は 月 日∼ 日に実施した.移設したウインチの仕様詳細は,藤井ら
(
)に記載されている.
床造成
作業は 月 日から
月
作業を行い,総作業量は
削場床面から
×
日まで実施した.月曜から土曜午前まで,ほぼ毎日 - 名で
人・日であった.床基礎の造成作業状況を図 に示す.新掘
下に厚さ
の道板を水平に置き,その上に半割角材
(
)
,さらにその上の直交方向に半割角材(
間隔で固定し井桁部をボルトで留めた.その中には
入)
を
間なく入れた.この上に
×
×
厚の断熱材
(
×
)を
次隊搬
厚のコンパネを木ねじで固定して,床を仕上げた.
なお,基礎用木材の固定や断熱材を入れる際には,これらが水平になるように細心の注意
をして施工した.基礎用の木材はすべて水セメント(低温環境での水はすぐに凍結するの
で,あたかも建設材料のセメントのように使える事に由来する名称)で固定した(図 )
.
なお新掘削場の北端から南側
までは,床下の断熱材の入れ方が不適切だったので,一
部床面が波打つ状態となった.そのためこの部分には
固定し,合計で
厚のコンパネをさらに床面に
厚の床板仕様とした.
一方,重量物や力がかかる場所
(ウインチ,マスト,門型クレーン,バレル洗浄台,ケー
ブル巻き替え機)では,床をさらに強固にするために床の基本構造材は半角材ではなく,
南極ドームふじ観測拠点での新掘削場の建設
図
新掘削場床の基礎 の 造
成( 月 日)
図
水セメントによる 床 基
礎材の固定( 月 日)
図
新掘削場に設置したウイン
チ基礎( 月 日)
亀田貴雄ら
正角材(
×
×
と
×
×
)として造成した.ウインチの基礎部では
の木材 本を井桁にしてボルトで留め雪面下
込み,その上部にウインチを乗せてウインチと井桁をボルトで固定をした(図
に埋め
参照)
.
旧掘削場ではウインチとウインチ制御盤間のケーブルは床下を通していたが,今回は今後
の修理などのメンテナンスを
慮して天井部の配線とした.
また,ウインチとマストおよびケーブル巻き替え機間の距離が短くなることを防ぐため
に,
×
×
の木材を縦につないだ(掘削場の長手方向に平行に 本,
角材間は鉄製小型プレートとボルトで留めた)
.この木材を基準として幅
起倒用
ピットの位置を決め,周りを
の木材と
×
×
門型クレーンの基礎については,
-
の位置を中心として,長さ
ト中央からそれぞれ
図
年の掘削では
の木材で囲み,基準
参照)
.
次隊機械部門搬入の小型門型
節参照)
,この小型門型用(
ピット中央から
)
と, 次搬入予定の大型門型用
(
の位置を中心として,長さ
ピットでは,ピット内
×
の木材でつなぎ,ボルトで固定した(図
クレーンを使用することにしたので(
それぞれ
×
のマスト
ピッ
)の基礎をそれぞれ造成した.
深での掘削孔位置の東西方向のずれに対応できるよう
ウインチとマストとをつなぐ基礎材の構造( 月
日)
南極ドームふじ観測拠点での新掘削場の建設
に,
×
の角材を
西方向にそれぞれ最大
いなことに
ピット内に
飛び出させ,マストの設置場所を東
移動できるようにした
(図
の中央部分を参照)
.ただし幸
下での掘削孔の位置は新掘削場床面でのケーシングパイプの位置とほぼ
同じであったので,この移動のための
長の角材は後に切断した.
なお床造成作業中,掘削技術小委員会から床造成計画の変更希望があった(当初計画で
は,
ピットの南側に置くバレル洗浄台は移動可能とする予定だったが,このバレル洗
浄台を強固に固定する事になった)
.こちらには寸法の合う木材がなかったので,ドームふ
じに残置されていた寸法の違う木材を貼り合わせて目的の寸法の角材を製作したり,骨組
みにほぞを入れたりするなどして対応した.このために,床造成には予定よりも多大な作
業時間を要することになった.今回の床造成作業は,高橋暁が作成した原案を掘削技術小
委員会にて検討し,立案した計画を高橋が中心となり越冬隊全員で施工した.
マスト起倒用
ピットの造成および
図 に示す位置にマスト起倒用の
業は 人から 人で実施し, 月
コップ(
ピット内の整備
ピットを造成した.造成状況を図
日から 月
に示す.作
日まで行った. - 人がピット内にてス
以深では雪が硬くなったのでツルハシや電動チェーンソーを必要に応じて
使った)で掘削し,雪をプラスチックコンテナ(以下,プラコンと記す)に入れ, 名はそ
のプラコンを電動ウインチで新掘削場床面まで引き上げ,新掘削場の西側に作ったリフ
ター(
節参照)で地上に上げ, - 名はこの雪を地上で捨てる作業を行った.風が強い
日などは外での雪棄て作業が厳しいので,作業中止とした.実質の作業日数は
作業量は
図
人・日であった.作業の進
ピット掘削の状況( 月
状況を図
日)
日間,総
に示す.造成したピットの状況を図
亀田貴雄ら
に示す.ピットは掘削孔付近が最も深く,床面から
は,床面から
深で丸ノコを使って切断した.ピット幅は床面から
として,それ以深は
月
日から
深とした.ケーシングパイプ
深までは
とした.
日には,
ピット内の階段の中央に幅
の
を設置した.これ
は,ドリルやマストからの液封液を掘削孔に戻すためのものである.この
の左右には階
段を設置し,床面にロープを固定し,ピット内での人の上がり下がりに支障がないように
した.
図
ピット造成の作業工程図
図
ピットの断面図
南極ドームふじ観測拠点での新掘削場の建設
ドリル作業室西側の階段造作および旧掘削場の深層ウインチ跡の床張り
作業は 月
日から 月 日まで一人(高橋暁)で実施した.造成した階段の状況を図
に示す.奥行き
,幅
の 段仕様とした.階段の天板には
ネを使用した.また,旧掘削場のウインチ跡には
厚のコンパ
厚のコンパネを張った.この部分
は従来の基礎材の上にコンパネを固定したが,基礎材の高さは東西方向で異なっていた.
この階段部と旧掘削場の床面はコア輸送などで人がかなり通ることが予想されたので,な
るべく床面を水平としてかつ床面に段差ができないように施工した.このために予定より
もかなりの作業時間を必要とした.
図
造成した階段( 月
日)
机の製作
作業は 月 日から
月
日まで一人(高橋暁)で実施した.製作した机は,新掘削
場全体図(図 )に示すように東側に机 (長さ
から机 (長さ
机 (長さ
,幅
,幅
,高さ
,高さ
,幅
),机 (長さ
),机 (長さ
,高さ
,幅
,幅
た.また,旧掘削場内には机 とつなげてコアの一時貯蔵も兼ねて幅
,幅
,高さ
)
,西側の北
,高さ
,高さ
),
)であっ
の机 (長さ
)を作った.新掘削場と旧掘削場とをつなぐ机 を図
に示す
(こ
の写真に右側にはドリル作業室端で施工した「土留め」が写っている)
.これらの机は
亀田貴雄ら
図
新旧掘削場の間に位置する机
の状況(西側)
.左側に土留め( 月
ごとに足をつくり,その上に半角材
(断面
×
日)
)
を 本渡し,さらに
厚のランバーコア合板を固定する構造を基本とした.
マストおよび小型門型クレーンの設置
マストの組み立て作業は 月
あるが,それが
日から
月 日まで実施した.マストは全長で
分割されていた. ユニットが約
なので,屋外デポから新掘削場
内までは 名で運んだ.またマストを上下させるホイスト(引き上げ用ウインチ)を吊る
門型クレーンは,旧掘削場内に設置されているものを移設する予定であったが,この上に
崩壊しつつある旧掘削場の屋根部材が載っているためこの移設はあきらめ, 次隊が発電
機のエンジン交換用に持ち込んだ小型の門型クレーン(高さ
(図
×幅
参照).この門型クレーンでは高さが足りなかったので,図
ングル( × ×
)
を使い,アーク溶接で長さ
門型クレーン上部の高さを
高さ
)を使用した
に示すように
型ア
の嵩上げ部を 組作成し,
高とした.また門型クレーンを安定させるために,新掘
削場屋根フレームから振れ止めワイヤー(ターンバックル付)をクレーン上部の左右に取
り付けた.
マストを鉛直に立てたところマストが東側に
スト支持部のピロー型ユニットの下に厚さ
てマストが鉛直に立ったのは
月
度傾いていることがわかったので,マ
の鉄板を差し込み,角度調整をした.初め
日であった(図
)
.
南極ドームふじ観測拠点での新掘削場の建設
図
図
マストおよび小型門型クレーン(
小型門型クレーンのかさ上げ部(
日)
月
図
月
日)
鉛直に立ったマスト(
月
日)
亀田貴雄ら
リフター設置
新掘削場のリフター(㈱トーヨーコーケン製マイティパワー
程
,単相
・
設置した.これは 月
雪洞の幅は
型,積載荷重
のモーター使用,ロープ速度
日から
,奥行き
,揚
/)は当初新掘削場西側に
日までの作業であった.新掘削場床面でのリフター用
とした.設置当初,雪面までの高さは
その後の積雪(特にブリザード時)のために,周りの雪面が約
であったが,
高くなった.それで,
特にブリザードの後にこの西側のリフターを使用する際には,
多くの除雪が必要であった.
この西側のリフターは,新掘削場への種々の物資の搬入,新旧掘削場をつなぐ斜坑部での
スロープ造成や
搬入(
ピット掘削などで生じた雪の排出,自重
トンのケーブルドラムの
節 )に作業状況を記載)などで使った.リフター用モーターは低温で動作しな
かったので,テープヒーターとロックウールでモーターを覆い,全体を木製箱に入れて保
温して使用した.
一方,東側のリフター用の雪洞造成作業は
月
日から
月 日から
日,リフター設置作業は
日まで実施した.リフターは,前述の西側に設置したものを移設した.新
掘削場床面でのリフター用雪洞の幅は
,奥行き
,高さ
であった.新掘削場
の東側には,新掘削コントロール室があるため,雪上車での進入を
壁からの奥行きを
えて新掘削場東側の
とした.
ウインチ稼働テスト
新掘削場に移設したウインチの稼働テストは
月
日から
月 日まで実施した.
当
初ウインチの回転スピードがコントロールできず,最大速度と思われるスピードで回転す
るのみであった.国内の掘削技術委員会へ問い合わせたところ,ウインチ制御板内のウイ
ンチ速度調整用可変抵抗器の取り付けミスの可能性があるとの連絡を受けた.指示に従い
可変抵抗器の設定をウインチ回転速度最大位置にしたところウインチの回転が止まった.
つまり,連絡のとおりウインチ制御盤での可変抵抗器が国内にて逆向きに取り付けられて
いた事が原因であった.
ウインチを動作させるために,
モーターおよび減速機はテープヒー
ターと電気毛布で暖めた.
チップ回収機吊り下げ用ウインチの設置
チップ回収機吊り下げ用ウインチ(最大吊り上げ荷重
型,単相
・
,揚程
,リョービ㈱製
)は掘削場高屋根部頂部フレームに単管パイプを取り付
け,掘削孔真上になるよう設置した(
月
日)
.ウインチは機械部門で予備として持ち
込んだものを使った
(使用予定のウインチはこれよりも能力が劣ったため,変更した)
.ウ
インチは低温のため動作しなくなるが想定されたので,テープヒーターおよびロックウー
南極ドームふじ観測拠点での新掘削場の建設
図
新掘削場高屋根部に設置したチップ回収
用吊り下げウインチ( 月
日)
ルを巻いて常時保温とした(ヒーター電源は本体用電源とパラレルにつないだので,ウイ
ンチ電源が
になれば自動的にヒーターが
になる)
.吊り下げ用ウインチからのオ
スコンセント(ヒーター用も兼ねる)は,新掘削コントロール室の壁(南側)に設置した
プラグソケットに差し込んだ.図
にウインチの状況を示す(天井部,マストの上部)
.
深層ウインチのケーブル巻き換え
) ケーブル繰り出し
旧掘削場に設置の深層ウインチで使用していたアーマードケーブル( 本の信号線を内
部に含む外径
のケーブル,以下単にケーブルと記す)
は
したものであったが,
びケーブルが
次隊が深層掘削で使用
次隊による深層掘削中のトラブルのため,信号線 芯の断線およ
長切断している状況であった
(藤井ら,
)
.一方,新掘削場にウイ
ンチを移設する際にはウインチ自体を軽量化することが必要であった.
このため
は既存の
次隊で
長ケーブルをすべて繰り出し,新たに新品のケーブルを巻く方針とした.
ケーブル繰り出し作業はウインチを動作させ,繰り出したケーブルを人力で新掘削場内に
引き延ばして実施した.繰り出したケーブルはドラム缶に入れ,廃棄処分とした.作業は
日で終了した( 月
日に実施)
.
) ケーブルドラムの搬入およびケーブル巻き換え機へのケーブルドラムの取り付け
ケーブルドラム(
次隊持ち込み,
長,重量
トン)は,ヒアブ付き雪上車
を用いて,新掘削場の西側のリフター用雪洞から搬入した.作業は
月
日に実
亀田貴雄ら
施した.作業自体は 時間程で終了したが,ヒアブのアーム部を暖めるなどの事前の充分
な準備が必要であった.またケーブルドラムをケーブル巻き付け機に載せる方法は,国内
で検討した際には「掘削場天井に吊した小型ウインチでケーブルドラムを吊り上げ,ケー
ブル巻き換え機にケーブルドラムを固定する」との方針であったが,掘削場の天井強度な
どを
慮して以下に記述する方法で実施した.作業時間は 時間程であった.
ケーブル巻き換え機へのケーブルドラムの取り付け方法
) ケーブル巻き換え機を分解して,左右および前後の枠を外す.
) 次にケーブル巻き換え機のベースの中に道板とコンパネを敷いて,その上にケーブル
ドラムを転がして移動する.
) ケーブルドラムの中心にケーブル巻き換え機用の回転軸を入れ,片側を大型手動
ジャッキ(定格荷重
トン)で持ち上げた.この回転軸を上げているうちに,ケーブ
ル巻き換え機横の枠を取り付け,回転軸をこの枠で受けるようにした(図
)
.
図
ケーブ ル 巻 き 換 え 機 へ の
ケーブルドラムの固定(
月 日)
図
ケーブル巻き取り作業(
月 日)
南極ドームふじ観測拠点での新掘削場の建設
) 最後に,回転軸の反対側を同じように大型手動ジャッキで持ち上げ,枠を取り付けた.
) ケーブル巻き取り
作業は 名(コントロール室でのウインチ操作 ,ウインチ巻き取り状況の監視 ,マス
ト下でのディスクブレーキおよびケーブル管理 ,ケーブル巻き換え機およびケーブル管
理 ,記録 名)で
月
日に実施した(図
)
.ケーブルドラムからウインチにケーブ
ルを巻き取る場合,実際にかかるのと同程度の張力をかけながら巻き取ることが重要であ
るが,今回はこのために二つの独立したブレーキシステムが用意されていた.一つはマス
トの直下におくディスクブレーキ付きシーブで,小型の手動ポンプ(大阪ジャッキ製,
型)を使ってブレーキをかける方法であった(作動油はシリコンオイル
使
用)
.
もう一つはケーブル巻き換え機のつけたケーブルドラムの縁にかけるラッシングベル
トを使ったベルトブレーキであった.掘削技術小委員会が作成したマニュアルではディス
クブレーキを主に使うようにとの指示であったので当初はそのように実施したが,この
ディスクブレーキを強くかけるとシーブに巻いたケーブルが重なってしまう不具合が生じ
た.それでシーブに巻き付ける回数を 巻から 巻まで変え,ディスクブレーキの効き方
も調整してみた.その結果,シーブには 巻きでディスクブレーキの効きを若干弱くする
と
-
の所定の張力でスムーズにケーブルを巻き取ることができた.
の
ケーブルを巻き取るのに要した時間は 時間程であった.ウインチモーターの回転速度は
-
とした.
深層ドリルの組み立ておよびマスト調整
月
日から作業を実施した.深層ドリル( 号機)を新掘削場に搬入し,水平にした
図
深層ドリルの組み立て(
月
日)
亀田貴雄ら
マストの上で組み立てた(図
した. 月
参照)
.また,エバーグリップでケーブルをドリルに固定
日には作業が終了し,マストを傾けて深層ドリルを鉛直に立てる事ができた.
その後,鉛直に立てたドリル使い,マストの鉛直性およびマスト上端のシーブと掘削孔と
の位置関係を調整した.この時点でマストは再び約
持部のピロー型ユニットの下側に厚さ
度東側に傾いていたので,マスト支
のスペーサーを入れて調整した.その後,ドリ
ルが掘削孔の中心になるようにマストの位置を調整した後に,ドリルを
の掘削孔
の底まで入れた.懸案だったケーシングパイプ末端で深層ドリルはひっかかることなくス
ムーズに入り,またスムーズにドリルを引き上げることができた.作業が終了したのが,
月 日であった.なお,旧掘削孔と新掘削孔との距離は
であった.
コア貯蔵用雪洞の拡幅およびコア棚の設置
掘削されたコア(長さ
に切断)
を一時貯蔵するために,旧コア解析室,コア貯蔵庫,
新コア貯蔵庫(旧ブチル庫)の天井部および側面を拡幅し,高さ
た.作業は, 月
日∼
日および
月
日∼
,幅
を確保し
日に ∼ 名で実施した.合計で
人日の作業時間であった.この拡幅工事を実施する前にはドリル作業室から温風を送り雪
洞内の気温を上昇させ,雪洞の雪の粒子結合を促進させ,安全を確保した上で作業を実施
した.
次隊で持ち込んだブックシェルフタイプのコア棚はブチル庫に 組設置した.コ
ア貯蔵庫では
次隊が設置した単管パイプで作ったコア棚がそのまま使えるので,
長コアの場合,新コア貯蔵庫とコア貯蔵庫で合計
分のコアが一時貯蔵できるように
なった.
一般設備工事
以下に述べる一般設備工事は,谷口健治が作成した原案を掘削技術小委員会で検討し,
立案した計画を谷口が主として施工した.
) 掘削場照明(ハロゲン灯)設置
掘削場内の照明としてマルチハロゲン灯( φ
掘削場に約
,
)を設置した.長さ
間隔で 灯設置,照明器具は掘削場天井中央フレームパイプに
の
型チャン
ネルおよびホースバンドを使用して取り付け,電源はドリル作業室動力盤(生活用発電機
・ 号機から供給
φ
)の
ブレーカーをスイッチ兼用とし配線を行った.なお,
ハロゲン灯を一旦消灯すると再点灯まで約 分程度の冷却時間が必要であり,消灯後すぐ
にブレーカーを投入しても点灯しないので注意が必要である.また,生活用発電機運転よ
り電源供給不能時には
号発電機分電盤に予備ブレーカー( φ
,
)が設置されて
おり,配線の接続替えで対応できるようにした.
) 新掘削コントロール室照明設置および他電気設備配線(ドリル作業室からの配線含)
南極ドームふじ観測拠点での新掘削場の建設
新掘削コントロール室の照明として蛍光灯(
× 灯) 台および白熱灯器具を 個設
置,乾燥室(コントロール室内の小部屋)に白熱灯器具を 個設置した.また,ドリル作
業室から新掘削コントロール室間の配線は新掘削場屋根の東側雪面上を直置きで,下記の
ものを配線した.
) ドリル作業室分電盤より( φ
生活用発電機から受電 図
, )
新掘削コントロール室コンセント( カ所)
,新コントロール室照明
) ドリル作業室動力盤より( φ
生活用発電機から受電 図
)
ドリル電源(予備)
)
号発電機分電盤より(図
, ,
)
φ
ドリル電源,ホイスト電源,ウインチモーター電源
φ
新掘削コントロール室コンセント
( 箇所 赤マーキング有)
,ダクトファン電源
) その他
火災報知器(煙感知器 カ所,熱感知器 カ所)
,非常放送用スピーカー(新掘削コント
ロール室内および掘削場側に各
カ所)
,インターホン
) ドリル作業室分電盤交換および配線
ドリル作業室に設置されてある旧 号発電機分電盤(コンパネにブレーカーを露出で設
置した物)を接触事故等防止のため,鋼板製分電盤に取替および設置場所変更に伴う配線
の引き替えを行った.なお,ドリル作業室動力盤(生活用発電機系統)と 号発電機分電
盤間を結ぶ回路が,旧回路ではブレーカー同時投入による発電機損傷等の危険性があった
が,新設 号発電機分電盤には 号発電機受電ブレーカーと生活用発電機受電ブレーカー
に機械連動子が設けられており同時投入は不可能となった.
) ウインチ配線(新コントロール室とウインチ間)
ウインチ用配線(電源および制御配線)は旧掘削場で使用していた配線を撤去し,再使
用した.配線施工について旧掘削場では床下配線であったが,配線の引き直しや確認をす
るのに非常に困難であったため,新掘削場では屋根下露出配線とした.
) 排気設備(ダクトファン)設置およびダクト工事
掘削場の排気設備としてダクトファンを新コントロール室南北パネル壁外側に カ所
(排気能力
/
)と脱水機後方に カ所(
/
)の計 箇所に設置した.新掘削
コントロール室北側および脱水機後方に設置したダクトファンは掘削場排気用とし,新掘
削コントロール室南側に設置したダクトファンは掘削ピットの東面の掘削場床面より約
下までマストの起倒に支障をきたさないよう,ダクト収納スペース
(
×
程度)
を掘りこみ,フレキシブルダクトを引込んでピット内の排気用とした.また,各屋外排気
用煙突にはケーシングパイプを利用して掘削場東側の屋外雪面上
定し,フレキシブルダクトを接続した.
-
程度出して固
ル
φ
―
亀田貴雄ら
南極ドームふじ観測拠点での新掘削場の建設
φ
亀田貴雄ら
φ
―
, φ
南極ドームふじ観測拠点での新掘削場の建設
図
φ
号発電機分電盤配線図― (新掘削場, φ
)
亀田貴雄ら
φ
,
南極ドームふじ観測拠点での新掘削場の建設
亀田貴雄ら
ダクトの施工については通常のビニール製フレキシブルダクトを使用したため,低温下
(施工時で− ∼− ° 程度)ではダクトが直ぐに硬化してしまい施工不能となるため,あ
らかじめダクトを伸ばして掘削場内に持ち込む事や電気ストーブ,マスターヒーターで暖
めながら施工する事で対処した.
) 脱水機配線
号発電機分電盤の φ
として
ブレーカーから配線を行い,脱水機横に運転スイッチ
ブレーカーを設けて運用した.
) 掘削ピット照明(投光器)の設置
掘削孔ドリル挿入口確認用照明として投光器(
削口から約
,
)を 台掘削ピット内(掘
上部)にマストの起倒に支障をきたさないよう掘削ピットの左右を掘り込
み,木杭を打ち込んで投光器を固定し設置した.電源は新掘削コントロール室照明スイッ
チ 次側から分岐,安全ブレーカー(
)をスイッチとし,配線は掘削ピット排気ダク
トに沿わせて配線した.
) 掘削場電源(コンセント)
,エアコンプレッサー設置および配線
掘削場コンセントは生活用発電機系統および 号発電機系統をそれぞれ東側長机に カ
所,西側長机に カ所( 号発電機系統のコンセントには赤マーキングをしてある)並行し
て設置した.
また,
ドリルメンテナンス用エアコンプレッサーは 号発電機分電盤
(
ブレーカー)より配線,西長机下に
カ所設置したが,掘削場が施工時に− ° 程度と
低温であった事が原因で据付後の試運転では始動不能や異音発生が起こった.対策として
ランバーコア合板(
厚)で保温ボックスを作成,内部に
白熱球( 個)を設
置しエアコンプレッサーを収納(ボックス内部は− ° 程度に昇温)して以後の運用には問
題なかった.
) 洗浄用ブチルポンプ設置および配管,配線
掘削孔内液封液(酢酸ブチルを使用,以下ブチルと呼ぶ)の補充およびドリル洗浄用の
ギヤポンプ( φ
/
)を掘削場東側に南北 カ所設置した.南側のポンプは脱
水機横に設置されており脱水機から排出されたブチルをドラム缶に移送しドラム缶に溜
まったブチルを使用してのドリル等の洗浄用に,また,北側に設置したポンプは掘削場北
端スペースに
本備蓄されている
ブチルドラムから掘削孔内のブチル補充用に運
用した.このギヤポンプも低温下での始動性が悪かったため,エアコンプレッサーと同様
に保温ボックス内に収納し運用した.
配管は耐油性のゴムホースを使用したが低温下での硬化が著しく,施工時にはホットエ
アガンを使用した.また,洗浄用のリール巻きゴムホースにも耐油性ホースが使用されて
いたが,ホースが硬化して使用不能であったため,耐熱性ゴムホース
(− ∼− ° 程度で
も殆ど硬化しなかった)に巻き替えて運用した.
南極ドームふじ観測拠点での新掘削場の建設
電源は 号発電機分電盤の φ
ブレーカーより配線し,各ポンプに
ブ
レーカーを設けてポンプ運転スイッチとした.
新掘削場造成時における問題点および今後の改善点
今回の新掘削場造成作業中,いくつかの問題が発生した.今後新たに深層掘削場を建設
する時のために,それらの問題点を以下にまとめ改善策を提案する.
) リーマーで拡幅する孔径
節に記述したように,
今回のケーシングパイプ挿入作業では予定本数のケーシングパ
イプを入れることができなかった.これは
節に記述したように
拡幅作業が不十分であった可能性もあるが,リーマー拡幅径(
原因の一つと
)が細かったことも
えられる.今後はケーシングパイプ径が製造時期により異なることを
し,余裕を持って掘削孔を拡幅することが重要である.その場合,
ングパイプ(平
へのリーマー
外径
)では今回の拡幅孔
次持ち込みのケーシ
に対してすべてスムーズに入っ
たことから,例えば,挿入予定のケーシングパイプの最大外径に
えた値(今回の場合では,
に相当)を基準と
慮
(=
- )を加
える事が適当であろう.なお拡幅径
を大きくするとチップ量が増大し多くは掘削孔に落下するが,それは浅層ドリルで容易に
回収できるので作業効率上の問題は少ないと
えられる.
) マストの下端の高さとピットのふたの幅との関係
マスト回転軸は床面から
幅が
る
(
高であり,マスト下面は
の場合,最低両側に
高となっている.ピット
ずつかかる必要があるので,ふたの幅は
とな
次隊の施工例)
.しかし,マスト下端にはボルトの頭のでっぱりとふたの蝶番がある
ので,実際には,マスト下端を
-
くらいに上げないと幅
のふたの開け閉めに
支障がある.次に製作する際には,マスト強度に問題がなければ,以下のようにすればよ
い.
ピット幅
の場合
) マスト回転軸の高さを現在よりも
高くして
) マストの回転軸からマスト下面までは
さは
高とする.
のままとする.この場合マスト下面の高
高となる.
) このままではマスト上面の高さが高くなってしまうので,マストの厚さを現在の
から
とする.
この場合,水平にした場合のマスト上面の高さは現在と同じ
が若干高く
下げることを
えると,マストの厚さは
構造上問題がない場合)
.もしくは,ピット幅を
合でもふたの幅が
となる.マスト上面
とすればよい(マストの
にすれば,現在のマストを使った場
にできるので,問題は解決できる.
亀田貴雄ら
) マストつり金具の幅とピットの幅との関係
マストの取り付けた吊り下げ用金具での幅は
金具の部分ではピット幅に対して,左右に
問題がなければ現在の
幅の
,ピット幅は
なので,このつり
ずつしか余裕がない.この場合,強度に
型アングルではなく,
幅の
型アングルを使え
ば良いと思われる.
) ケーブル巻き取り作業
節の )
に記述したケーブル巻き取り作業を実施する際の細かな注意事項を以下に
まとめておく.
・今回の作業は− ° 前後で実施したが,マスト下端に設置したディスクブレーキをかけ
るためには,小型ポンプを暖める必要があった.そのためには,反射型ストーブなどを
用意して,その前に小型ポンプを置くとよい.
・ベルトブレーキではラッシングベルトにつけるカバーが重要である.これは
長
のケーブルを巻き取る場合に最低 組(= 本)あったほうがよい.カバーを使わずに,
ラッシングベルトだけでブレーキをかけると,すぐにベルト裏側が焼けてしまう.ベル
トブレーキ用のラッシングベルトではベルトを絞り込む金属部がケーブルドラムにふれ
ないように前後のベルトの長さ配分に注意することが大切である.
) 設置済みの物品の移設について
設置ずみの物品を移設する場合,電気配線用ケーブルは新たに用意すべきである.物品
移設は新設に比べ物品撤去に時間がかかるほか,固くなったケーブルの移設は時間がかか
るし,断線しないように慎重な作業となるので神経もつかう.また,ドームふじ観測拠点
のような低温環境に設置する機材の電源ケーブルや配線は,国内にてキャプタイヤケーブ
ル(規格
,生ゴム系)にすべて交換しておくことが必須である.
旧掘削場での検層準備作業
次隊では旧掘削場の
深孔内の温度分布を測定する計画があり,そのために専
用の測温装置,錘,氷温測定装置,小型ウインチ
(
巻)
,ウインチ操作盤,マスト頂
部用ロードセル等をドームふじ観測拠点に持ち込んだ.専用測温装置を掘削孔にスムーズ
に入れるためには,旧掘削孔内でスタックしている深層ドリルに接続してある深層用ケー
ブルが邪魔になる可能性が高く,
そのため
年 月
日から
されていた深層用ウインチシステム(ウインチの最大巻き上げ荷重
断強度
(
トン )
)を稼働させ,
日まで旧掘削場に設置
トン,ケーブル破
でスタックしている深層掘削ドリル回
収作業を実施した.ウインチシステムの限界に近い
トンの荷重で深層用ケーブルの引
き上げを試みたが,
ケーブルは伸びるのみで深層ドリルを引き上げることはできなかった.
そこで,専用測温装置を旧掘削孔に入れやすくするため,直径
のワイヤー 本をワイ
南極ドームふじ観測拠点での新掘削場の建設
図
旧掘削場におけるケーブル保持状況
ヤークリップで深層用ケーブルに取り付け,張力をかけた状態で 本のワイヤーをマスト
ベースに渡した単管束(直径
の角材の
辺に小型の
鋼を配し,その上に 本の
単管を置き,まとめたもの)にワイヤークリップで固定した.単管束の様子を
週間観察
したが,変形しなかったので単管束の耐荷重が十分であると判断し,グラインダーで深層
用ケーブルを切断した.その後,この切断したケーブルの端も単管束にワイヤークリップ
で固定した(図
, 月
日撮影).また,旧掘削場内の深層マストのロードセルを
次
隊で持ち込んだ検層用のロードセル(従来設置のものよりも軽量用)に交換した.検層用
小型ウインチは,従来の深層ウインチよりもマスト側に置いた.
検層実施のために配線作業を実施したところ,新たに交換したロードセルとウインチ操
作盤とをつなぐケーブルが耐寒仕様でなく,長さも短いものであった.このままでは検層
作業が実施できないので,国内の掘削技術小委員会にケーブル交換作業を実施する旨連絡
したところ, 次ドーム航空隊が来てから実施するようにとの指示を受けた.
航空隊が入ってからは掘削作業およびコア解析準備作業が忙しく,
次ドーム
次隊越冬期間では検
層作業は実施できない状況となった.
深層掘削作業
年
月
日,
ゲナー極地海洋研究所(
(
出迎えた 名の
次ドーム航空隊
名はドイツ連邦共和国のアルフレッド・ウェー
)が所有するドルニエ
型航空機(
滑走路の風下側の位置は, ° ′, ° ′,
次隊員(大日方,栗崎,中野)とともに雪上車 台で
)で
)に着陸した.
ルート
亀田貴雄ら
(
)を通り,ドームふじ観測拠点に到着した(
月 日)
.
その後,彼らを中心に深層ドリルやウインチシステム,コア現場処理等の最終調整を行い,
月
日から深層掘削を開始した.掘削は 日 時間程実施し,
続した.その間,
回掘削し,
年 月
日まで継
深までの良質なコア試料を採取した.おおよそ
万年前までさかのぼったことになる.
謝
辞
ドームふじ観測拠点での新掘削場建設にあたり, 次南極地域観測隊員の皆様にはいろ
いろとお世話になった.特に,鮎川勝隊長(国立極地研究所教授)
,小島秀康越冬隊長(国
立極地研究所教授)には,国内での準備作業,
「しらせ」との折衝等で多大なご迷惑をおか
けしたと思う.この場を借りて厚くお礼を申し上げたい.第二期ドーム計画プロジェクト
推進委員会傘下の掘削技術小委員会の皆様には,国内にて我々の作業をバックアップして
いただいた.特に,本山秀明委員長(国立極地研究所助教授)
,藤井理行教授(国立極地研
究所),高橋昭好氏(㈱地球工学研究所)
,中山芳樹博士(当時㈱日本パブリック,現㈱
地科学研究所)
,田中洋一氏(㈱ジオシステムズ)
,新堀邦夫氏(北海道大学低温科学研究
所)
,吉本隆安氏(九州オリンピア工業㈱)
,宮原盛厚氏(当時九州オリンピア工業㈱,現
エドソン㈱)には,新掘削場の建設作業において生じた問題点に対して,電子メールや
で適切な指示をいただいた.南極への出発前には,本多実氏
(
本多工務店)と中山芳樹氏(
次夏隊設営一般担当,
次ドーム越冬隊での掘削場の建築担当)に掘削場の床造成
の実際について教わる点が多かった.本多氏と中山氏の協力なしには,新掘削場の床造成
は覚束なかったと言えよう.
また,
国立極地研究所観測協力室および環境影響企画室の方々
にも南極出発前にはお世話になった.特に,佐藤哲夫室長
(現室蘭工業大学施設課長)
,石
沢賢二室長(現極地設営室長)
,森田知弥係長(現企画課業務係長)
,勝田豊係長(現極地
設営専門職員)には掘削機材の輸送,新掘削場の床材の選定,低温環境下での衣類等,ご
教示していただく点が多かった.
原口一之艦長以下,
「しらせ」
の乗員の皆様には第二期ドー
ムふじ観測計画への支援に対して,厚くお礼を申し上げたい.特に「しらせ」から
輸送した
トン,
へ
の観測・生活物資の橇積み作業では,
「しらせ」からのヘリコ
プター輸送終了後も 日間に渡り,作業を支援していただいた.記して感謝の気持ちを表
したい.南極資料編集分科会委員および査読者は本稿を詳細に読み,適切な修正を指示し
て頂いた.しかしながら,残っている誤りなどの責任は明らかに第
著者にある.本報告
に記載した商品名は区別するために記載しただけであり,記載した商品の使用を著者らが
推奨したわけではない.最後に,ドームふじでの過酷な越冬観測を国内にて支援して頂い
た我々の家族一同に心から感謝したい.
南極ドームふじ観測拠点での新掘削場の建設
文
献
藤井理行・東 信彦・田中洋一・高橋昭好・新堀邦夫・中山芳樹・本山秀明・片桐一夫・藤田秀
二・宮原盛厚・亀田貴雄・齊藤隆志・斉藤 健・庄子 仁・白岩孝行・成田英器・神山孝吉・
古川晶雄・前野英生・榎本浩之・成瀬廉二・横山宏太郎・本堂武夫・上田 豊・川田邦夫・
渡邉興亜(
)南極ドームふじ観測拠点における氷床深層掘削.南極資料, , - .
古川晶雄(
)南極・ノボラザレフスカヤ基地(ロシア)滞在記.雪氷, , - .
国立極地研究所編(
)日本南極地域観測隊第 次隊報告(
)
.東京,
.
本山秀明(
)ドームふじ深層掘削再開.雪氷, , - .
大日方一夫(
)第
次南極地域観測隊ドームふじ越冬報告
.南極資料, , - .
齊藤隆志・木下 淳(
)第 次南極地域観測隊内陸行動報告
(第二期ドームふじ
氷床深層掘削計画関連).南極資料, , - .
依田恒之(
)第
次南極地域観測隊建築部門報告(含ドームふじ観測拠点の屋根レベル測量
結果)
.南極資料, , - .